(57)【要約】  漏電遮断器は、電路上に配される零相変流器１の出力レベルを、予め設定されている複数の基準レベルのそれぞれと比較して、複数の基準レベルを超えた時間を示す複数のパルスを出力するレベル判別器４と、レベル判別器４から出力された複数のパルスそれぞれに基づき、複数の基準レベルごとに、パルスが継続して出力されている時間をカウントする継続時間カウント部６と、複数の基準レベルごとに定められた電路遮断レベルを保持しており、継続時間カウント部から得られる時間が、対応する基準レベルの電路遮断レベルを超えた場合に前記電路を遮断するための信号を出力する電路遮断判定部７と、電路遮断判定部７からの出力信号に応答して、電路遮断用リレーのコイル３ａを駆動するリレーコイル駆動回路８とを備える。
2012008088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電路上に配される零相変流器の出力レベルを、予め設定されている複数の基準レベルのそれぞれと比較して、複数の基準レベルを超えた時間を示す複数のパルスを出力するレベル判別器と、
前記レベル判別器から出力された複数のパルスそれぞれに基づき、前記複数の基準レベルごとに、パルスが継続して出力されている時間をカウントする継続時間カウント部と、
前記複数の基準レベルごとに定められた電路遮断レベルを保持しており、前記継続時間カウント部から得られる時間が、対応する基準レベルの電路遮断レベルを超えた場合に前記電路を遮断するための信号を出力する電路遮断判定部と、
前記電路遮断判定部からの出力信号に応答して、電路遮断用リレーのコイルを駆動するリレーコイル駆動回路と、を備える、漏電遮断器。
【請求項２】
前記複数の電路遮断レベルは、相対的に低い前記基準レベルに対しては、前記電路を遮断するまでの時間が長くなるよう設定され、相対的に高い基準レベルに対しては、前記電路を遮断するまでの時間が短くなるように設定されることを特徴する、請求項１に記載の漏電遮断器。
【請求項３】
前記基準レベルのうち最も高いレベルを超えた時間を示すパルスが所定の幅以上であった場合は、継続時間カウント部の時間カウントによらず、前記電路遮断判定部は信号出力を行う、請求項１に記載の漏電遮断器。
【請求項４】
各前記漏電遮断レベルは、人体への交流電流の影響を示したＩＥＣ／ＴＲ２  ６０４７９−１に基づき、人体への有害な生理的影響が無い領域に設定される、請求項１に記載の漏電遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏電遮断器に関し、より特定的には、例えば電気自動車やプラグインハイブリッド車のような電気推進車両と外部交流電源コンセントとの間に設置される漏電遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の漏電遮断器は、零相変流器の出力を、検知すべき漏れ電流に相当する基準レベルと比較判定し、基準レベルを超えた時間をカウントして所定の一定時間継続すると電路遮断用リレーのコイルを駆動して電路を遮断するよう構成されている。【０００３】
図４は、従来の漏電遮断器を示すブロック図である。図４の漏電遮断器においては、電路の漏れ電流を検出する零相変流器１１の出力が電圧変換抵抗１２で電圧に変換される。この変換された電圧は、コンパレータ等で構成されるレベル判定器１４で基準レベルと比較され、レベル判定器１４は、基準レベルを超えた時間を示すパルスを発生する。【０００４】
パルス幅判別器１５に於いては、外来ノイズ等によって発生する幅の狭いパルスを除去して有効なパルスのみを継続時間カウント部１６へ伝達する。【０００５】
継続時間カウント部１６は、基準を超える漏れ電流が継続する時間をカウントして電路遮断判定部１７に伝達する。電路遮断判定部１７は、基準値を超える漏れ電流の継続時間が所定の一定時間を超えるか否かを判定する。リレーコイル駆動回路１８は、電路遮断判定部１７が「超える」と判定すると、電路遮断用リレー１３のコイル１３ａを駆動して電路を遮断する。【０００６】
ここで、上記基準レベルを低くして少ない漏れ電流でも検知し、かつ短い継続時間で電路を遮断するように設定すれば、より安全な漏電遮断器になるが、一方で外来ノイズ等で、より誤作動しやすい漏電遮断器になる。【０００７】
また、基準レベルを高くして漏れ電流が大きくなってから電路を遮断する設定や長い時間漏れ電流が継続してから電路を遮断する設定は、外来ノイズ等に対する耐性は上がるが、安全性に課題が生ずる可能性がある。【０００８】
雷やラインノイズなどの外来ノイズに対する耐性を向上させる提案としては、複数段のコンパレータと加算器を用いて零相変流器の出力を精度良く判別することで外来ノイズによる波形歪などの影響を抑える方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２４５３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記特許文献１の構成では、漏れ電流量を判別する基準レベルが固定されており、漏れ電流が一定時間継続したときに電路を遮断する構成になっているので、基準レベルや継続時間の設定に自由度が少なく、安全性を確保するために外来ノイズに対する余裕度をより大きくとれないという課題を有していた。【００１１】
ところで、電気自動車の充電に於いては、使用者が就寝している間に充電をする使い方が最も一般的で、充電中に漏電遮断器が誤作動して電路が遮断されれば、使用者が次に電気自動車を使おうとした際に未充電状態のままで使用できないことになる。【００１２】
また、一般家庭用漏電遮断器は、電灯などが消えることや機器が停止することによって使用者が漏電遮断器の作動に気付きやすい環境で使われる。それに対し、電気自動車の充電時、使用者は離れた場所にいることが一般的であるので、漏電遮断器の作動に気付き難い。【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、安全性を確保すると共に外来ノイズ等による誤作動に対してより余裕度を大きくとれる構成によって、より誤動作し難い漏電遮断器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の漏電遮断器は、電路上に配される零相変流器の出力レベルを、予め設定されている複数の基準レベルのそれぞれと比較して、複数の基準レベルを超えた時間を示す複数のパルスを出力するレベル判別器と、前記レベル判別器から出力された複数のパルスそれぞれに基づき、前記複数の基準レベルごとに、パルスが継続して出力されている時間をカウントする継続時間カウント部と、前記複数の基準レベルごとに定められた電路遮断レベルを保持しており、前記継続時間カウント部から得られる時間が、対応する基準レベルの電路遮断レベルを超えた場合に前記電路を遮断するための信号を出力する電路遮断判定部と、前記電路遮断判定部からの出力信号に応答して、電路遮断用リレーのコイルを駆動するリレーコイル駆動回路とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の漏電遮断器によれば、複数の基準レベルを設けたレベル判別器によって検出された漏れ電流量に応じて電路を遮断するまでの時間をそれぞれ設定できるので、安全性を確保すると伴に外来ノイズ等による誤作動に対してより余裕度を大きくとれる。【００１６】
また、人体への影響以外に数百ｍＡ以上の漏電が検知された場合は漏電火災が発生する可能性があるので直ちに電路を遮断するよう設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施の形態１における電気自動車用漏電遮断器のブロック図
【図２】図２は本発明の実施の形態１における動作波形例を示す図
【図３】図３は人体への交流電流の影響を示した図
【図４】図４は従来の漏電遮断器のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態における電気自動車用漏電遮断器のブロック図を示すものである。図１において、電気自動車用漏電遮断器は、主として、建物側に固設されている商用電源のコンセントと、電気自動車に代表される電気推進車両に設けられている充電インレットとを接続して、電気推進車両を充電するために用いられる充電ケーブルに実装される。この漏電遮断器は、交流電路接続器９と、コイル３ａを有する電路遮断用リレー３と、零相変流器１と、負荷側接続器１０とを備える。また、漏電遮断器は、電圧変換抵抗２と、レベル判別器４と、パルス幅判別器５と、継続時間カウント部６と、電路遮断判定部７と、リレーコイル駆動回路８とをさらに備える。
【００２０】
交流電路接続器９は、上記コンセントに差し込まれるプラグである。また、負荷側接続器１０は、上記充電インレットに差し込まれるプラグである。電路遮断用リレー３は、コイル３ａの駆動により、商用電源のコンセントと電気推進車両との間の電路を遮断する。零相変流器１は、電路の漏れ電流を検出し出力する。電圧変換抵抗２は、零相変流器１の出力を電圧に変換して、レベル判別器４に伝達する。
【００２１】
レベル判別器４は、コンパレータ等で構成されており、複数の基準レベル（図示した例では、３つの基準レベルＡ，Ｂ，Ｃ）と、電圧変換抵抗２からの出力電圧を比較する。そして、レベル判別器４は、電圧変換抵抗２からの出力電圧が複数の基準レベルそれぞれを超えた時間を示す複数のパルスを発生する。この複数のパルスはそれぞれ、パルス幅判別器５に与えられる。
【００２２】
パルス幅判別器５に於いては、入力されたそれぞれのパルスから、外来ノイズ等によって発生する幅の狭いパルスを除去して、有効なパルスのみを継続時間カウント部６へ伝達する。
【００２３】
継続時間カウント部６では、入力された複数の有効パルスから、それぞれの基準レベルを超える漏れ電流が継続する時間をカウントして、電路遮断判定部７に伝達する。
【００２４】
電路遮断判定部７は、継続時間カウント部６から、上記基準レベル毎の継続時間を受け取る。また、電路遮断判定部７は、上記複数の基準レベルごとに、電路遮断レベルを有する。ここで、電路遮断レベルは、対応する基準レベルの継続時間が、対応する基準レベルの電路遮断レベルを超えると、電路遮断を行うと判断するための指標である。電路遮断判定部７は、上記基準レベルごとに、受け取った継続時間と、対応する電路遮断レベルとを比較判定する。そして、少なくとも１つの基準レベルについて、継続時間が電路遮断レベルを超えると電路遮断判定部７が判定すると、リレーコイル駆動回路８は、電路遮断用リレー３のコイル３ａを駆動して電路を遮断する。
【００２５】
ここで、図２は、基準レベルをＡ、Ｂ、Ｃの３通りにした場合の漏電遮断器の要部における動作波形例を示す図である。なお、基準レベルＡ，Ｂ，Ｃは、互いに異なる値に設定されており、Ａ＜Ｂ＜Ｃの関係を有するとする。
【００２６】
図２の最上段には、漏れ電流を検出する零相変流器１の出力Ｖと、基準レベルＡ，Ｂ，Ｃ（破線）との関係が示されている。その下段には、基準レベルＡ，Ｂ，Ｃ毎に、レベル判別器４の出力ａ，ｂ，ｃが示されている。
【００２７】
図示した例では、零相変流器１の出力Ｖが基準レベルＣに達していないので、出力ｃは「Ｌｏ」のままである。それに対し、出力Ｖは基準レベルＡ，Ｂを超えているので、出力ａ，ｂは、出力Ｖが基準レベルＡ，Ｂを超えている間では「Ｈｉ」を示し、それ以外の時間区間では「Ｌｏ」を示している。
【００２８】
上記の出力ａ，ｂ，ｃは、パルス幅判別器５において無効パルスが除去され、有効なパルスのみが継続時間カウント部６に出力される。なお、説明の簡素化のため、出力ａ，ｂ，ｃから無効パルスを除去したものをそれぞれ、有効パルスａ，ｂ，ｃとする。
【００２９】
継続時間カウント部６は、有効パルスａ，ｂ，ｃをカウントすることで、基準レベルＡ，Ｂ，Ｃを超える漏れ電流が継続する時間をカウントする。図２の下から二段目には、それぞれの基準レベルＡ，Ｂ，Ｃに対する電路遮断までの時間が示されている。具体的には、基準レベルＡ，Ｂ，Ｃごとでカウントした継続時間が実線で示され、基準レベルＡ，Ｂでの電路遮断レベルα，βが破線で示されている。ここで、αはβと比較して大きく設定されており、これによって、基準レベルＡに対する電路遮断までの時間の方が基準レベルＢのそれよりも長く設定されている。図示した例では、基準レベルＡについては、カウント中の継続時間が電路遮断レベルαに達していないが、基準レベルＢについては、カウント中の継続時間が電路遮断レベルβに達しているので、電路遮断判定部７は、リレーコイル駆動回路８に対し、図２の最下段に示すような電路遮断信号を出力することにより、リレーコイル駆動回路８は、電路遮断用リレー３のコイル３ａを駆動して電路を遮断する。
【００３０】
なお、図２では、出力Ｖが基準レベルＣに達していない例を示しているので、基準レベルＣについては継続時間がカウントされておらず、さらには、基準レベルＣでの電路遮断レベルも図示されていない。
【００３１】
また、図２では基準レベルを３通りで動作波形例を示したが、さらに基準レベルを多くすればきめ細かく電路遮断をコントロール可能となる。例えば、図３は、ＩＥＣ／ＴＲ２  ６０４７９−１を参照して人体への交流電流の影響を示したものである。図３において、領域（１）は人体が殆ど反応を示さない領域、領域（２）は通常有害な生理的影響がない領域、領域（３）は人体へ何らか障害が発生する可能性が予測される領域である。この領域（２）と領域（３）との境界近くの領域（２）内にいくつかの電路遮断レベルを設定すれば、安全性を確保すると伴に外来ノイズ等による誤作動に対してより余裕度を大きくとれる。
【００３２】
また、図１において、基準レベルのうち最も高いレベル（図２の例では基準レベルＣ）を超えた時間を示すパルスが、パルス幅判別器５に於いて所定の幅以上の有効なパルスと判別された場合は、継続時間カウント部６でのカウント値によらず直ちに電路を遮断するように設定することが好ましい。これによって漏電火災等の危険性がある数百ｍＡ以上の漏電に対して電路遮断までの時間を短くして被害の拡大を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかる電気自動車用漏電遮断器は、漏れ電流量に応じて電路遮断までの時間を変更できるので安全性を確保しつつノイズ耐性を向上することができ、一般の漏電遮断器にも応用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  零相変流器
２  電圧変換抵抗
３  電路遮断用リレー
４  レベル判別器
５  パルス幅判別器
６  継続時間カウント部
７  電路遮断判定部
８  リレーコイル駆動回路
９  交流電路接続器
１０  負荷側接続器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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